某水庫除險加固初步設計報告-資料下載頁

　　

【正文】 飽和 快剪 3 0 12 慢剪 3 液 限 WL （ %） 3 塑 限 WP （ %） 3 塑性指數 IP 3 粘 粒含量 P（ %） 3 以上 除粘粒含量略超標外，其它指標均滿足規范的要求，可以作為筑壩的材料使用。 細骨料（砂料） 砂料位于靜寧威戎砂料場，主要分布于甘肅省靜寧縣城的河谷中，為第四系沖積作用形成，屬砂礫混合料，總儲量大于 500 萬立方米，砂含量占 70%，屬中粗砂。砂料的總儲量約 350 萬立方米，可做為建筑材料使用，現料場開采已形成一定規模，屬外購料，距 XX水庫壩址區約 35km，交通方便。 粗骨料（礫石料） 礫 石料場地位于三關口，開采多年，已形成規模，巖 性為奧陶系灰巖，致密、堅硬，符合建筑材料標準，屬外購料，距壩址區 65km，交通方便。 塊石料 塊石料場 與礫 石料場 為同一料場，各項指標 符合建筑材料標準，屬外購料，距壩址區 65km，交通方便。 3 工程地質 28 結論與建 設 ⑴ 該水庫處第三系地層廣泛分布，第四系覆蓋較薄，無不良工程地質構造，適宜興建該工程。 ⑵ 水庫所處的第三系地層是良好的天然隔水層，不存在滲漏問題。 ⑶ 原壩體碾壓不均，施工質量差，壩后坡最為明顯，加壩后高水位運行時可能會產生滲漏及滲透變形破壞，危及大壩安全，應進行處理。 ⑷ 水庫兩岸均有大面積第三系巖層，加壩時應對兩 岸淤積面以上強化巖層進行處理，以防止由于風化裂隙，巖體破碎而引起繞壩滲漏。 ⑸ 庫區上游植被覆蓋較差，水土流失嚴重，庫區淤積很嚴重，應進行必要的措施， ⑹ 工作區地表水對普通水泥具硫酸鹽型中等腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具弱腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。建議采用抗硫酸鹽水泥。 ⑺ 壩址區及庫區 地震 動峰值加速度為 ， 地震動反應譜特征周期 ，地震基本烈度Ⅷ度 ， 屬抗震不利地段。該地區 最大凍土深度 115cm。 4 工程任務及規模 29 4 工程任務及規模 工程除險加固的必要性 工程概況 XX水庫 興建 于 1976 年， 由土壩、 輸 （泄） 建筑物組成， 為碾壓式均質土壩 ， 2021年壩體加高 ， 總庫容 萬 m3， 現 有效庫容 萬 m3， 最大 壩高 ，壩頂高程為 ， 壩頂寬 ， 頂長 156m，迎水坡比為 1:，背水坡比 1:,背水坡采用生物防護措施，前壩坡無 砌護。 輸水建筑物 位于土壩左岸， 由疊梁臥管、涵洞、明渠、陡坡及消能設施組成 。臥管為 側進水 ,孔 口 尺寸為 179。 ， 廊道為箱型鋼筋混凝土結構， 輸水涵洞為拱涵，尺寸為 179。 (寬 179。 高 )，最大輸水量 m3/s。 工程存在的問題 水 庫自建成以來，經過多年運行，目前已存在諸多問題 ： ① 壩體碾壓不均勻，質量較差， 內部有裂隙， 水庫 難以在高水位蓄水 。 ② 前坡無砌護，壩頂無防護、平整度差 ，壩后無排水體 。 ③ 壩頂 有交通要求， 但壩頂 寬度僅 。 ④ 臥管經多年運行， 淤積嚴重 ， 由于建筑物尺寸較小清淤困難， 且臥管 泄洪流 量不好控制 。 ⑤ 水庫基本沒有管理設施，無法對水庫進行正常的管護；無交通、通訊設施，與 外界聯系不通暢；主壩沒有滲流和沉陷、位移觀測設施，無法對主壩進行監測；缺乏必要的工情觀測設施及水、雨情監測設施。 工程除險加固的必要性 （ 1） 是 防洪需要 在 本次 地址 勘察中，所有鉆孔鉆至孔深 6m 處，孔口均不返水，且漏水漏漿，由此可判定原壩體施工質量差，碾壓不均勻，壓實度未達到設計、規范要求 。水庫 難以 在高水位長時間蓄水， 水庫一旦失事，將影響下游 村莊、良田及 隆秦公 路的安全。 （ 2）是改善當地生態環境的需要 由于項目受益區長期干旱少雨，自然條件惡劣，隨著人口的增加，許多群眾4 工程任務及規模 30 為生活所迫大面積開荒種地、放牧，使項目受益 區原本惡劣的生態環境雪上加霜，自然植被破壞殆盡。生態環境 的 急劇惡化，喪失 了 涵養水源 的 條件，近年國家加大了荒山治理力度，自治區自 2021 年實施封山禁牧，羊畜全部下山圈養 ， 戶內用水量加大，進一步加劇了缺水程度。 為了 遏制當地村民村民亂開荒山的問題，改善當地生態環境，對該工程進行除險加固改造迫在眉睫。 工程任務 防洪任務：利用水庫滯洪、削峰作用保護水庫下游村莊 、農田，及 隆秦公 路的防洪安全 。 水庫水資源利用任務：該 水庫是一座防洪兼 水資源利用 的多功能水庫， 由于淤積嚴重，蓄水量逐年下降， 水庫灌溉功能基本喪失。 環境保護： 本工程攔截地表徑流，減少下游河道泥沙及水土流失，充分利用當地水資源，要求對水土保持及涵養水源發揮作用。 設計標準 洪水標準 根據《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》 SL252— 2021 規定，參照水利部下發的《 關于印發重點小型病險水庫除險加固工程初步設計指導意見的通知 》（ 水總 [2021]428 號 ）文件的附件《 重點小型病險水庫除險加固工程初步設計指導意見 》中“ 等級劃分及洪水標準 ”， XX水庫 總庫容 萬 m3， 確定 XX 水庫 為?。ǘ?)型水庫，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物（土壩、 輸水建筑物 ）為Ⅴ等 5 級，次要建筑物 及臨時建筑物為Ⅴ等 5 級。查山區、丘陵區土石壩的洪水標準為：設計洪水標準為 30～ 20年，取 20年；校核洪水標準為 300～ 200 年，取 200 年。 水庫 淤積 年限 根據《水利水電工程建設征地移民安置規劃設計規范》（ SL290－ 2021）第 節“水庫淹沒影響范圍”之 條第 3款規定，“水庫設計洪水回水位的確定，應根據河流泥沙特性、水庫運行方式、上游有無調節水庫以及受淹對象的重要程度，考慮 10～ 30 年的泥沙淤積影響。” 本工程綜合考慮水庫淤積年限取 20 年。 水庫泥沙淤積計算 輸水建筑物改建為水塔 后 ，利用原涵洞 泄洪，由于流量較小，不考慮其排沙4 工程任務及規模 31 作用，因此泥沙全部攔蓄計算。 水庫自 1976 年建成至今，在 36年得運行中共淤積庫容 萬 m3， 各時段淤積量資料見表 41。 XX 水庫各時段淤積情況表 表 41 編號 時段 淤積量 年限 平均淤積量 1 19761987 11 2 19872021 25 本次 設計淤積量取 萬 m3，則 20 年水庫淤積量 萬 m3，對應高程為 。 水庫水量調節計算 XX水 庫 主要 功能是防洪，無灌溉需求，故無需進行水量調節計算。 水庫調洪計算 泄洪涵洞 設計 泄量 ,對調洪計算影響較小，不考慮調洪作用。 故水庫調洪庫容為一次校核洪水量 ： 萬 m3， 總庫容為 ： 已淤積庫容、設計淤積庫容、調洪庫容之和， 即 為 m3。 水庫特征水位與庫容關系見下表 42 設計 水庫特征水位與庫容關系表 表 4— 2 特征水位（ m） 本次設計庫容（萬 m3） 累計庫容 名 稱 高 程 名 稱 庫 容 合計庫容 現淤泥面 已淤積庫容 0 0 設計淤泥面 設計淤積庫容 設計洪水位 對應 庫容 校核洪水位 調洪庫容 壩高確定 壩頂超高 計算 根據《碾壓式土石壩設計規范》（ SL274— 2021）， 壩頂在水庫靜水位以上的超高按下式計算： AeRy ??? 式中： y — 壩頂超高， m； 4 工程任務及規模 32 R — 最大波浪在壩坡上的爬高 m。對于 5 級壩 R 值采用累積頻率為 5%的爬高值 %5R e — 最大風壅水面高度， m； A — 安全超高，山區、丘陵區 5級建筑物正常運用 ，非常運用 。 平均波高 mh 和平均波周期按莆田 試驗公式計算。 thWgHthWgh mm ])([ ? {])([) 0 1 8 (022WgHth m} mm hT ? 式中 ： mh — 平均波高 ， m； W — 計算風速， m/s。 XX 水庫多年平均最大風速為 ／ s，正常運用條件下 5 級壩采用多年平均年最大風速的 倍即為 ／ s，非常運用條件下采用多年平均年最大風速 ／ s； D— 風區長度， m； mH — 水域平均水深 m，設計水深 = ，校核水深 =； mT — 平均波周期， s。 平均波長可按下式計算： mL ＝mm LHthgT ?? 22 2 式中： mL — 平均波長， m； H — 壩迎水面水深， m，取值同 mH 。 正向波在單坡上的平均波浪爬高可按下式計算： mR ＝ mmW LhmKK 21?? 式中： mR — 平均波浪爬高（ m）； m— 單坡的坡度系數，前坡坡比為 ； ?K — 斜坡的糙率滲透性系數，前坡為砼預制板 ，取值 。 4 工程任務及規模 33 WK — 經驗系數，由 gHW 比值查 《碾壓式土石壩設計規范》附錄 A表 － 2求得。 式中： W — 計算風速： 正常運用條件下gHW＝ ， 查表得 WK ＝ ，非常運用條件下gHW＝ ，查表得 WK ＝ 。 風壅水面高度可按下式計算： e＝ ?cos22mgHDKV 式中： e— 計算點處的風壅水面高度（ m）； D— 風區長度（ m）； K— 綜合 摩阻系數，取 179。 10— 6； ? — 計算風向與壩軸線法線的夾角（176。），這里取 0176。 其結果詳見表 4─ 3。 土壩波浪爬高計算成果表 表 4─ 3 單位： m， m/s， s 項目 平均 水深 Hm 設計 風速 W 有效風區長度 D 糙率及滲透系數 KΔ 經驗 系數 KW 平均 波高 hm 平均波周期 Tm 平均 波長 Lm 平均波浪爬高 Rm 設計 爬高 R5％ 風壅水面高度 e 安全加高 計算超高 正常運用條件 350 非常運用條件 350 0 正常運用條件下 正正正正 AeRy ??? ＝ ++＝ ； 非常運用條件下 非非非非 AeRy ??? ＝ +＝ 。 壩頂高程 壩頂高 程為水庫靜水位與壩頂超高之和，按下列運用條件計算，取最大值： （ 1）設計洪水位 +正常運用條件下壩頂超高； （ 2）正常蓄水位 +正常運用條件下壩頂超高； 4 工程任務及規模 34 （ 3）校核洪水位 +非常運用條件下壩頂超高； （ 4）正常蓄水位 +非常運用條件下壩頂超高 +地震涌浪高度 水庫無正常蓄水位，工況（ 2）、（ 4）不用計算， 只計算 （ 1）、 （ 3）即可。 計算結果如下： （ 1） += （ 3） 校核洪水位 +非常運用條件下壩頂超高； += 計算壩頂高程 ， 現狀 壩頂 高程 ，可見能夠滿足防洪要求，本次 設計壩頂 高程 取 。 工程建設規模和主要建設內容 建設規模 水庫屬?。ǘ┬退畮?，主要建筑物（土壩、輸水建筑物）屬Ⅴ等 5 級。次要建筑物及臨時建筑物（庫內施工圍堰等）屬Ⅴ等 5 級。設計洪水標準：主要建筑物 20年一遇，臨時性建筑物 10 年一遇；校核洪水標準： 200 年一遇；水庫設計水平年 (淤積年限 )為 20 年。 主要建設內容 本次除險加固的主要內容有： (1)壩 前 培厚 ，前坡 面 用 8cm 厚的 C1W F150 砼預制板砌護； (2)臥管改建水塔， 新建 方涵 連接段 ， 設計最大下泄流量 5 工程布置及建筑物 35 5 工程布置及建筑物 設計依據 工程等別、建筑物等級及抗震標準 根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL252— 2021 規定， 參照水利部下發的《 關于印發重點小型病險水庫除險加固工程初步設計指導意見的通知 》（ 水總[2021]428 號 ）文件的附件《 重點小型病險水庫除險加固工程初步設計指導意見 》中“ 等級劃分及洪水標準 ”， XX水庫 屬?。?二 ）型水庫，主要建筑物（土壩、 輸水建筑物 ）屬 Ⅴ等 5級 。次要建筑物及臨時建筑物（圍堰）屬 Ⅴ等 5級 。 根據《中國地震動參數區劃圖》（ 1/400 萬），工程所在區地震動峰值加速度為，地震基本烈度為Ⅷ度，設計烈度采用Ⅷ度。 采用的主要技術規范 (1)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL252— 2021） (2)《防洪標準》（ GB 50201— 94） (3)《水利水電工程初步設計報告編制規程》